Diseño de un biorreactor de membranas para una EDAR de 20.000 HE con mínima producción de productos solubles microbianos

Abstract

[ES] El presente Trabajo Final de Máster recoge las técnicas y cálculos necesarios para el diseño de un Biorreactor de Membranas de una Estación Depuradora de Aguas Residuales para una población de 20.000 habitantes equivalentes. En base a los datos de partida se diseña una línea de aguas que constará de una obra de llegada, zona de pretratamiento, tratamiento primario y tratamiento secundario, el cual incluirá un módulo de membranas sumergidas. Para tal fin se emplean referencias bibliográficas, parámetros normalizados y fórmulas específicas, los cuales han sido determinantes para la elección, el cálculo y la disposición de las fases que conforman la línea de agua. El requerimiento principal para el diseño del módulo de membranas es operar con unas determinadas condiciones para minimizar el ensuciamiento de la membrana. Para ello se tendrán como parámetros de diseño el caudal de aire a introducir en el módulo de membranas y la separación entre las membranas planas. Los datos de partida de estos dos parámetros se toman del TFM realizado por Milena Chávez ¿Estudio de la influencia del caudal de aireación y distancia entre membranas en el ensuciamiento de un biorreactor de membranas¿ en el cual se establecen los valores óptimos de operación para minimizar el ensuciamiento de la membrana durante el proceso de filtración. Asimismo, se realizará un estudio económico de la planta de tratamiento de aguas residuales, en el cual se calculará cuál es el coste de tratar un m3 de agua residual. Por último, el diseño del MBR se acompañará con una serie de planos que reflejan la disposición de los elementos que forman parte de la instalación propuesta y con un presupuesto que indicará el monto necesario para construir la Estación Depuradora de Aguas Residuales.

[EN] The present Master Final Project includes the techniques and calculations necessary for the design of a Membrane Bioreactor of a Wastewater Treatment Plant for a population of 20,000 equivalent inhabitants. Based on the baseline data, a water line will be designed that will consist of an arrival work, pre-treatment area, primary treatment and secondary treatment, which will include a submerged membrane module. For this purpose, bibliographic references, standardized parameters and specific formulas have been used, which have been decisive for the selection, calculation and disposition of the different phases that make up the water line. The main requirement for the design of the membrane module is to operate with certain conditions to minimize fouling of the membrane. In this case, the air flow to be introduced in the membrane module and the separation between the flat membranes will be taken as design parameters. The starting data of these two parameters are taken from the TFM carried out by Milena Chávez Soto "Study of the influence of the flow rate of aeration and distance between membranes in the fouling of a membrane bioreactor" in which the optimum operating values are established to minimize fouling of the membrane during the filtration process. Additionally, an economic study of the wastewater treatment plant will be carried out, to corroborate that the treatment with this technique is economically viable. To determine the economic feasibility, the cost of treating one m3 of residual water will be calculated. Finally, the design of the MBR will be accompanied by a series of plans that reflect the disposition of the different elements that are part of the proposed installation, and by a budget that will stablish the amount needed to build the wastewater treatment plant.

[CA] El present treball de fi de màster recull les tècniques i càlculs necessaris per al disseny d'un Biorreactor de Membranes d'una Estació Depuradora d'Aigües Residuals per a una població de 20.000 habitants equivalents. En base a les dades de partida es dissenya una línia d'aigües que constarà d'una obra d'arribada, zona de pretractament, tractament primari i tractament secundari, el quan inclourà un mòdul de membranes submergides. Per a tal fi s'han emprat referències bibliogràfiques, paràmetres normalitzadors i fòrmules específiques, els quals han sigut determinades per a l'elecció, el càlcul i la disposició de les diferents fases que conformen la línia d'aigua. El requeriment prinicipal per al disseny del mòdul de membranes és operar amb unes determinades condicions per a minimitzar l'embrutament de la membrana. En aquest cas es tindrà com paràmetres de disseny el caudal d'aire a introduïr en el mòdul de membranes i la separació entre les membranes planes. Les dades de partida d'aquestos dos paràmetres es prenen del TFM realitzat per Milena Chàvez Soto "Estudi de la influència del caudal d'aireació i distància entre membranes en l'embrutament d'un biorreactor de membranes" en el qual s'estableixen els valors òptims d'operacions per a minimitzar l'embrutament de la membrana durant el procés de filtració. Així mateix, es realitzarà un estudi econòmic de la planta de tractament d'aigües residuals, en el qual es calcularà quin és el cost de tractar un m3 d'aigua residual. Per últim, el disseny del MBR s'acompanyarà amb una sèrie de plans que reflexen la disposició dels diferents elements que formen part de la instalació proposada i amb un presupost que indicarà la quantitat total necessària per a construïr l'Estació depuradora d'aigües residuals.